9.1电荷课件 (共30张PPT)高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

(共30张PPT)
第1节 电荷
第九章 静电场及其应用
学习目标
1、知道自然界存在两种电荷，知道电荷量的概念及其国际单位。
2、理解电荷守恒定律，知道元电荷、比荷的概念，了解微观世界的量子化特征。
3、从物质微观结构理论探究物体带电原因，应用电荷间相互作用规律分析静电感应现象。
4、观察摩擦起电和感应起电实验现象，学会记录正确的实验结果。
5、学习使用验电器和静电计检验是否带电。
摩擦可以使物体带电。摩擦过的琥珀能够吸引羽毛。为什么有的物体容易带电，而有的物体很难带电呢？
思考与讨论
温故而知新
摩擦可以使物体带电，什么是带电呢？
物体有了吸引轻小物体的性质，就说带了电，或者说带了电荷。
自然界中有几种电荷呢？
用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫正电荷。
用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫负电荷。
同种电荷 。
异种电荷 。
相互排斥
相互吸引
一、电荷
公元前600年
公元1世纪
16世纪
20世纪
希腊学者泰勒斯
摩擦过的琥珀可以吸引轻小物体
我国学者王充
《论衡》“顿牟掇芥”
玳瑁壳吸引轻小物体
英国科学家吉尔伯特
创造了英文中的“electricity”（电）
物理学揭示了原子内部结构
对电的本质有了深入的认识
1、电荷的发现
一、电荷
风筝实验
美国科学家富兰克林通过实验发现，雷电的性质与摩擦产生的电的性质完全相同，并命名了正电荷和负电荷。
一、电荷
2、电荷的种类
正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷。
负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷。
同种电荷 。
异种电荷 。
相互排斥
相互吸引
一、电荷
2、电荷的种类
一、电荷
2、电荷的种类
正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷。
负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷。
同种电荷 。
异种电荷 。
相互排斥
相互吸引
自然界中有第三种电荷吗？
人们没有发现对这两种电荷都排斥或都吸引的电荷。
自然界的电荷只有两种。
一、电荷
3、电荷量
电荷的多少叫电荷量，用Q或q表示。
国际单位：库仑，简称库，符号是C。
正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值。
注意：正负不表示大小，只表示电性。
1881年第1届国际电学大会确定库仑（C）为电荷量的国际单位，定义为1A恒定电流在1s时间间隔内所传送的电荷量为1C。
一、电荷
4、摩擦起电
摩擦可以使物体带电，那摩擦起电的原因是什么？
物体是由大量分子或原子组成的。
原子
原子核
核外电子
质子
中子
（正电）
（不带电）
（电中性）
（负电）
（正电）
一、电荷
4、摩擦起电
原子内部的质子和中子被紧密地束缚在一起构成原子核，原子核的结构一般是很稳定的。通常离原子核较远的电子受到的束缚较弱，容易受到外界的作用而脱离原子。
不同物质的原子核束缚核外电子的能力不同。
一、电荷
4、摩擦起电
当两种物质组成的物体互相摩擦时，一些受束缚较弱的电子会转移到另外一个物体上。于是，原来电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电。这就是摩擦起电的原因。
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一、电荷
4、摩擦起电
实质：电荷的转移（电子从一个物体转移到另外一个物体上）。
原因：不同物质的原子核束缚核外电子的能力不同。
结果：两个相互摩擦的物体一定带上等量异种电荷。
二、静电感应
摩擦可以使物体带电，那么，还有其他方法可以使物体带电吗？
取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在下部的两片金属箔是闭合的（图 9.1-3）。
手握绝缘棒，把带正电荷的带电体 C 移近导体 A，金属箔有什么变化？
这时手持绝缘柱把导体A和B分开，然后移开C，金属箔又有什么变化？
再让导体 A 和 B 接触，又会看到什么现象？
利用金属的微观结构模型，解释看到的现象。
观察静电感应现象
二、静电感应
自由电子：金属中原子的外层电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由运动，这种电子叫作自由电子。
正离子：失去自由电子的原子便成为带正电的离子。它们在金属内部排列起来，每个正离子都在自己的平衡位置附近振动而不移动，只有自由电子穿梭其中，这就使金属成为导体。
绝缘体中几乎不存在能自由移动的电荷。
二、静电感应
当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷。这种现象叫作静电感应。利用静电感应使金属导体带电的过程叫作感应起电。
近异远同
实质：感应起电并没有产生新的电荷，而是在带电体的作用下，导体上的电荷（电子）从导体的一部分转移到了另一部分。
做一做
二、静电感应
把带电体与电中性导体接触，使电中性导体带电的过程，叫作接触起电。
接触起电：
完全相同的两个导体在接触起电时电量是如何分配的？
接触后,再分开
接触后,再分开
同种电荷：等量平分
异种电荷：先中和，再等量平分
实质：电荷（电子）从一个导体转移到另外一个导体。
二、静电感应
起电方式 摩擦起电 感应起电 接触起电
产生 条件 一般是两个不同的 绝缘体摩擦时 导体靠近带电体时 导体与带电导体接触
现象 两个物体分别带上 等量异种电荷 导体两端出现等量异种电荷，且电性与原带电体“近异远同” 导体上带上与带电体相同电性的电荷
原因 原子核对电子束缚力弱的物体失去电子，强的得到电子 导体中的自由电子在电荷间力的作用下，从物体的一部分转移到另一部分 在电荷间力的作用下，自由电子从一个物体转移到另一个物体
实质 都是电子在物体之间或物体内部的转移 三、电荷守恒定律
大量实验事实表明，电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另外一个物体，或者从物体的一部分转移到另外一部分；在转移的过程中，电荷的总量保持不变。这个结论叫作电荷守恒定律。
三、电荷守恒定律
近代物理实验发现，在一定条件下，带电粒子可以产生和湮没。
高能光子产生正电子和负电子
一对正、负电子同时湮没
三、电荷守恒定律
大量实验事实表明，电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另外一个物体，或者从物体的一部分转移到另外一部分；在转移的过程中，电荷的总量保持不变。这个结论叫作电荷守恒定律。
电荷守恒定律更普遍的表述是：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。它是自然界重要的基本规律之一。
思考与讨论
1、电中性的物体中有没有电荷？
有电荷，正电荷和负电荷数量一样多。
不是，正、负电荷的代数和为0。
总量是指正、负电荷代数和。
2、所谓的“电荷中和”是不是正、负电荷一起消失了？
3、对于“电荷的总量保持不变”中的“电荷总量”怎么理解？
四、元电荷
1、元电荷：最小的电荷量，用e表示， 。
2、所有带电体的电荷量都是e的整数倍。电荷量是不能连续变化的物理量。
一个质子、正电子或电子所带的电荷量等于元电荷，元电荷e的数值最早是由美国科学家密立根测定的。
3、比荷：电子的电荷量e与电子的质量me之比，叫作电子的比荷。
巩固训练
1、关于元电荷，下列说法中正确的是（ ）
A．元电荷就是电荷量最小的电荷
B．元电荷就是电子
C．元电荷是最小的电荷量
D．元电荷就是质子
C
巩固训练
2、有A、B、C三个塑料小球，A和B，B和C，C和A间都是相互吸引的，如果A带正电，则 （ ）
A．B、C球均带负电
B．B球带负电，C球带正电
C．B、C球中必有一个带负电，而另一个不带电
D．B、C球都不带电
C
巩固训练
3、如图所示，当将带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时，枕形
导体上电荷的移动情况是（ ）
A．枕形金属导体上的正电荷向B端移动，负电荷不移动
B．枕形金属导体中的负电荷向A端移动，正电荷不移动
C．枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动
D．枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动
B
巩固训练
4、如图A、B是两个不带电的相同金属球，它们靠近带正电荷金属球C。
在下列情况中，判断A、B两球的带电情况：
（1）A、B接触后分开，再移去C，则A ，B ；
（2）A、B接触，先移去C后，再把AB分开，则A ，B ；
（3）A、B接触，用手指瞬间接触B后再移去C，则A ，B 。
正电
负电
不带电
不带电
负电
负电
课堂小结
一、电荷
1、电荷的发现
1、静电感应
2、电荷的种类
2、接触起电
二、静电感应
3、电荷量
4、摩擦起电
三、电荷守恒定律
四、元电荷
1、元电荷：最小的电荷量。
2、所有带电体的电荷量都是e的整数倍。
3、比荷